JP2014107075A - Spark plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関等に使用される点火プラグに関する。 The present invention relates to a spark plug used for an internal combustion engine or the like.
点火プラグは、例えば、内燃機関(エンジン)等の燃焼装置に組付けられ、燃焼室内の混合気への着火のために用いられる。一般に点火プラグは、軸孔を有する絶縁碍子と、前記軸孔の先端側に挿通される中心電極と、絶縁碍子の外周に設けられる主体金具と、主体金具の先端部に接合され、中心電極との間で火花放電間隙を形成する接地電極とを備えている。また、主体金具は、径方向外側に突出する鍔状の座部と、当該座部よりも先端側に設けられた燃焼装置に対する取付用のねじ部とを備えている。さらに、座部及びねじ部間に位置するねじ首部には、中実環状のガスケットが取付けられることがある(例えば、特許文献1等参照)。点火プラグを燃焼装置に取付けたときには、前記ガスケットにより、点火プラグ(主体金具)と燃焼装置との間における気密性の確保が図られる。 The spark plug is assembled in a combustion apparatus such as an internal combustion engine (engine), for example, and used to ignite an air-fuel mixture in the combustion chamber. In general, a spark plug includes an insulator having a shaft hole, a center electrode inserted through the tip end of the shaft hole, a metal shell provided on the outer periphery of the insulator, and a center electrode joined to the tip of the metal shell. And a ground electrode that forms a spark discharge gap therebetween. The metal shell includes a bowl-shaped seat that protrudes outward in the radial direction, and a screw portion for attachment to the combustion device that is provided on the tip side of the seat. Furthermore, a solid annular gasket may be attached to the screw neck located between the seat and the screw (see, for example, Patent Document 1). When the spark plug is attached to the combustion device, the gasket ensures airtightness between the spark plug (metal shell) and the combustion device.
ところで、点火プラグを燃焼装置に取付けた状態において、例えば、燃料噴射装置と火花放電間隙との間に接地電極が存在するような位置関係で点火プラグが取付けられてしまうと、噴射された燃料が接地電極の背面に当たってしまう。そのため、接地電極の存在によって火花放電間隙への混合気の供給が阻害されてしまい、着火性が低下してしまうおそれがある。そこで、主体金具先端部のうち接地電極が固定された部位に対する、ねじ部のねじ山の相対的な形成位置を、燃焼装置の取付孔に形成された雌ねじ部の切り始めの位置等に対応した位置とすることで、点火プラグを燃焼装置に取付けたときに、接地電極が一定の位置に配置されるようにすることが考えられる。 By the way, in a state where the spark plug is attached to the combustion device, for example, if the spark plug is attached in such a positional relationship that a ground electrode exists between the fuel injection device and the spark discharge gap, the injected fuel is changed. It hits the back of the ground electrode. For this reason, the presence of the ground electrode hinders the supply of the air-fuel mixture to the spark discharge gap, and the ignitability may be reduced. Therefore, the relative formation position of the thread portion of the screw portion with respect to the portion where the ground electrode is fixed in the front end portion of the metal shell corresponds to the starting position of the female screw portion formed in the mounting hole of the combustion device, etc. By setting the position, it is conceivable that when the spark plug is attached to the combustion device, the ground electrode is arranged at a certain position.
ところで、一般にねじ首部とガスケットの内周との間には隙間が存在し、ガスケットはその径方向に沿って移動可能である。そのため、点火プラグを燃焼装置に取付ける際に、ガスケットの移動に伴い座部及びガスケットの接触面積が変動してしまい、両者の間で生じる接触抵抗が変化してしまうおそれがある。その結果、ねじ部のねじ山を主体金具先端部(接地電極)に対して所定の相対位置に形成し、かつ、点火プラグを燃焼装置に対して所定の締付トルクにて取付けた場合でも、接地電極の最終的な配置位置にバラツキが生じてしまうおそれがある。 By the way, generally there is a gap between the screw neck and the inner periphery of the gasket, and the gasket is movable along its radial direction. For this reason, when the spark plug is attached to the combustion device, the contact area between the seat and the gasket varies with the movement of the gasket, and the contact resistance generated between the two may change. As a result, even when the thread of the threaded portion is formed at a predetermined relative position with respect to the metal shell tip (ground electrode) and the spark plug is attached to the combustion device with a predetermined tightening torque, There is a possibility that the final arrangement position of the ground electrode may vary.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、点火プラグを燃焼装置に取付ける際に、座部及びガスケットの接触面積を一定とすること等により、接地電極を精度よく一定の位置に配置することができる点火プラグを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose of the present invention is to make the grounding electrode constant with high accuracy by, for example, making the contact area of the seat and the gasket constant when attaching the spark plug to the combustion device. It is an object of the present invention to provide a spark plug that can be disposed at a position.
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。 Hereinafter, each configuration suitable for solving the above-described object will be described in terms of items. In addition, the effect specific to the corresponding structure is added as needed.
構成1.本構成の点火プラグは、軸線に沿って延びる筒状の主体金具と、
前記主体金具の外周に設けられた中実環状のガスケットとを備え、
前記主体金具は、
自身の先端側外周に形成された取付用のねじ部と、
前記ねじ部よりも後端側に形成され、径方向外側に膨出する座部と、
前記ねじ部及び前記座部間に設けられたねじ首部とを有し、
前記ガスケットは、前記ねじ部のねじ径よりも内径が小さくされ、前記ねじ首部の外周に設けられた点火プラグであって、
前記座部のうち前記ガスケット側に位置する面である座面の外径をL(mm)とし、
前記ガスケットを前記座面に対して接触させたときにおいて、前記軸線及び前記ガスケットの中心軸を一致させた状態から、前記主体金具に対して前記ガスケットが前記軸線と直交する方向に沿って相対移動可能な距離の最大値をA(mm)とし、
前記ガスケットのうち前記座面に接触する面の外径をC(mm)とし、
前記ガスケットのうち前記座面に接触する面の内径をB(mm)としたとき、
0.8L≦C≦L−2A、及び、B≦0.75L
を満たすことを特徴とする。
A solid annular gasket provided on the outer periphery of the metal shell,
The metallic shell is
A mounting thread portion formed on the outer periphery of the tip side of itself,
A seat portion formed on the rear end side of the screw portion and bulging radially outward;
A screw neck provided between the screw part and the seat part;
The gasket is an ignition plug having an inner diameter smaller than the screw diameter of the screw portion and provided on the outer periphery of the screw neck portion,
Outer diameter of the seating surface which is the surface located on the gasket side among the seating parts is L (mm),
When the gasket is brought into contact with the seating surface, the gasket moves relative to the metal shell in a direction perpendicular to the axis from the state in which the axis and the central axis of the gasket coincide with each other. Let A (mm) be the maximum possible distance,
The outer diameter of the surface of the gasket that contacts the seating surface is C (mm),
When the inner diameter of the surface of the gasket that contacts the seating surface is B (mm),
0.8L ≦ C ≦ L-2A and B ≦ 0.75L
It is characterized by satisfying.
上記構成1によれば、C≦L−2Aを満たすように構成されており、ガスケットが軸線と直交する方向に沿って最も移動した場合であっても、ガスケットのうち座面に接触する面(後端側面)が常に座面の最外周部よりも内周側に位置するように構成されている。従って、ガスケットの移動によってガスケットの後端側面と座面との接触面積が変動してしまうことはなく、ガスケットの後端側面と座面との接触面積を常に一定とすることができる。これにより、点火プラグを燃焼装置に取付ける際に、ガスケットの後端側面と座面との間で生じる接触抵抗を一定とすることができる。その結果、点火プラグを燃焼装置に取付けた際に、接地電極を精度よく一定の位置に配置することができる。
According to the said
さらに、一般に座面の外径C(ねじ部のねじ径に対応する)が大きいほど、点火プラグを燃焼装置に取付ける際の締付トルクは大きくされ、座面からガスケットの後端側面に加わる力も大きくなるが、上記構成1によれば、0.8L≦C、及び、B≦0.75Lを満たすように構成されており、座面の外径C(すなわち、ガスケットの後端側面に加わる力)の大きさに対応して、ガスケットの後端側面の面積が十分に確保されている。従って、点火プラグを燃焼装置に取付ける際に、ガスケットの後端側面に加わる圧力が過度に大きくなってしまうことを防止でき、ガスケットの後端側面が過度に潰れ変形してしまうことをより確実に防止できる。これにより、燃焼装置に対するねじ部の過度のねじ込みを抑制することができ、点火プラグの回転角度にバラツキが生じてしまうことをより確実に防止できる。その結果、点火プラグを燃焼装置に取付けた際に、接地電極を一層精度よく一定の位置に配置することができる。
Furthermore, generally, the larger the outer diameter C of the seat surface (corresponding to the thread diameter of the threaded portion), the greater the tightening torque when attaching the spark plug to the combustion device, and the force applied from the seat surface to the rear end side surface of the gasket. Although it becomes large, according to the said
また、0.8L≦C、及び、B≦0.75Lを満たすことで、ガスケットの後端側面と座面との接触面積を十分に確保することができ、良好な気密性を得ることができる。 Moreover, by satisfying 0.8L ≦ C and B ≦ 0.75L, a sufficient contact area between the rear end side surface of the gasket and the seating surface can be secured, and good airtightness can be obtained. .
構成2.本構成の点火プラグは、上記構成1において、前記ガスケットのうち前記座面とは反対側に位置する面の外径が、前記ガスケットのうち前記座面に対して接触する面の外径よりも大きいことを特徴とする。
上記構成2によれば、ガスケットのうち座部とは反対側に位置する面(先端側面)と燃焼装置との接触面積を十分に確保することができ、一層優れた気密性を実現することができる。
According to the
また、上記構成2によれば、点火プラグを燃焼装置に取付ける際に、燃焼装置に対してガスケットの先端側面が滑ってしまうことを効果的に抑制できる。従って、ガスケットの滑りに伴い、燃焼装置のうちガスケットの先端側面に接触する部位からアルミ粉等の金属粉が生じてしまうことを抑制できる。その結果、ガスケットの先端側面と燃焼装置との間における摩擦状態の安定化を図ることができ、点火プラグを燃焼装置に取付けた際に、接地電極をより一層精度よく一定の位置に配置することができる。
Moreover, according to the said
構成3.本構成の点火プラグは、上記構成1又は2において、前記ねじ部のねじ径がM12以下であることを特徴とする。
一般にねじ部のねじ径が小さいほど、点火プラグを燃焼装置に取付ける際の締付トルクは小さなものとされる。ここで、締付トルクが小さい場合には、ガスケットの後端側面と座面との間で生じる接触抵抗の変動によって、接地電極の配置位置にバラツキが生じてしまいやすい。 Generally, the smaller the screw diameter of the threaded portion, the smaller the tightening torque when attaching the spark plug to the combustion device. Here, when the tightening torque is small, variation in the contact resistance between the rear end side surface of the gasket and the seating surface tends to cause variations in the arrangement position of the ground electrode.
この点、上記構成3によれば、ねじ部のねじ径がM12以下とされているため、接地電極の配置位置にバラツキが生じてしまうことがより懸念されるが、上記構成1等を採用することで、このような懸念を払拭することができる。換言すれば、上記構成1等は、ねじ部のねじ径がM12以下とされた点火プラグにおいて特に有意である。
In this regard, according to the
構成4.本構成の点火プラグは、上記構成1乃至3のいずれかにおいて、前記ねじ部のねじ径がM10以下であることを特徴とする。
上記構成4のように、ねじ部のねじ径がM10以下とされている場合には、接地電極の配置位置にバラツキが生じてしまうことがより一層懸念されるが、上記構成1等を採用することで、このような懸念を払拭することができる。換言すれば、上記構成1等は、ねじ部のねじ径がM10以下とされた点火プラグにおいて非常に有意である。
When the screw diameter of the threaded portion is set to M10 or less as in the
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、点火プラグ1を示す一部破断正面図である。尚、図1では、点火プラグ1の軸線CL1方向を図面における上下方向とし、下側を点火プラグ1の先端側、上側を後端側として説明する。
Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a
点火プラグ1は、筒状をなす絶縁碍子2、これを保持する筒状の主体金具3などから構成されるものである。
The
絶縁碍子2は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部10と、当該後端側胴部10よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部11と、当該大径部11よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部12と、当該中胴部12よりも先端側においてこれよりも細径に形成された脚長部13とを備えている。絶縁碍子2のうち、大径部11、中胴部12、及び、大部分の脚長部13は、主体金具3の内部に収容されている。そして、中胴部12と脚長部13との連接部には、先端側に向けて先細る段部14が形成されており、当該段部14にて絶縁碍子2が主体金具3に係止されている。
As is well known, the
さらに、絶縁碍子2には、軸線CL1に沿って延びる軸孔4が貫通形成されており、当該軸孔4の先端側には中心電極5が挿設されている。中心電極5は、熱伝導性に優れる金属〔例えば、銅や銅合金、純ニッケル(Ni)等〕からなる内層5Aと、Niを主成分とする合金からなる外層5Bとを備えている。また、中心電極5は、全体として棒状(円柱状)をなし、その先端部が絶縁碍子2の先端から突出している。さらに、中心電極5の先端部には、耐消耗性に優れる金属(例えば、イリジウム合金や白金合金など)からなるチップ31が設けられている。
Furthermore, the
また、軸孔4の後端側には、絶縁碍子2の後端から突出した状態で端子電極6が挿入、固定されている。
A terminal electrode 6 is inserted and fixed on the rear end side of the
さらに、軸孔4の中心電極5と端子電極6との間には、円柱状の抵抗体7が配設されている。当該抵抗体7の両端部は、導電性のガラスシール層8,9を介して、中心電極5と端子電極6とにそれぞれ電気的に接続されている。
Further, a cylindrical resistor 7 is disposed between the
加えて、主体金具3は、低炭素鋼等の金属により形成されており、軸線CL1に沿って延びる筒状をなしている。また、主体金具3は、その先端側外周に、点火プラグ1を燃焼装置(例えば、内燃機関や燃料電池改質器等)の取付孔に取付けるためのねじ部(雄ねじ部)15を備えている。加えて、ねじ部15よりも後端側には、径方向外側に膨出する鍔状の座部16が設けられており、ねじ部15と座部16との間には円筒状のねじ首部17が設けられている。尚、本実施形態では、点火プラグ1の小型化(小径化)を図るべく、主体金具3が小径化されており、ねじ部15のねじ径がM12以下、又は、M10以下とされている。
In addition, the
さらに、前記ねじ首部17の外周には、所定の金属(例えば、銅又は鉄を主成分とする金属等)からなる中実環状のガスケット18が嵌め込まれている。前記ねじ部15を前記取付孔に螺合することで点火プラグ1を燃焼装置に取付けた際に、ガスケット18は、その後端側面18Aが、座部16のうちガスケット18側に位置する面である座面16Aと接触し、その先端側面18Bが燃焼装置に対して接触するように構成されている。さらに、図2に示すように、前記先端側面18Bの内周側には、ガスケット18の中心軸CL2を中心とする環状の溝部18Mが形成されており、その結果、ガスケット18の内周部が全周に亘って内周側に突出している。これにより、ガスケット18の内径Kが、ねじ部15のねじ径よりも小さなものとなっている。
Further, a solid
尚、ガスケット18の内周部は、全周に亘って内周側に突出していなくてもよく、一部のみが内周側に突出していてもよい。従って、例えば、図3に示すように、前記先端側面18Bの内周側に、周方向に沿って間欠的に複数の溝部18Nを設けることで、ガスケット18の内周側に突出する突部18Pを周方向に沿って間欠的に複数設けることとしてもよい。この場合において、ガスケット18の内径Kは、各突部18Pに接する仮想円VCの直径に相当し、当該直径は、ねじ部15のねじ径よりも小さなものとされる。
In addition, the inner peripheral part of the
図1に戻り、主体金具3は、その後端側に、点火プラグ1を燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部19を備えている。また、工具係合部19よりも後端側には、径方向内側に屈曲する加締め部20が設けられている。
Returning to FIG. 1, the
さらに、主体金具3の内周には、絶縁碍子2を係止するためのテーパ状の段部21が設けられている。そして、絶縁碍子2は、主体金具3に対してその後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部14が主体金具3の段部21に係止された状態で、主体金具3の後端側開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部20を形成することによって主体金具3に固定されている。尚、段部14,21の間には、円環状の板パッキン22が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子2の脚長部13と主体金具3の内周面との隙間に入り込む燃料ガスが外部に漏れないようになっている。
Further, a
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具3の後端側においては、主体金具3と絶縁碍子2との間に環状のリング部材23,24が介在され、リング部材23,24間にはタルク(滑石)25の粉末が充填されている。すなわち、主体金具3は、板パッキン22、リング部材23,24及びタルク25を介して絶縁碍子2を保持している。
Further, in order to make the sealing by caulking more complete,
また、主体金具3の先端部26には、自身の中間部分が曲げ返されて、自身の先端側側面が中心電極5の先端部(チップ31)と対向する接地電極27が接合されている。接地電極27は、Niを主成分とする合金により形成された外層27Aと、熱導電性に優れる金属(例えば、銅や銅合金、純Ni等)により形成された内層27Bとから構成されている。さらに、中心電極5(チップ31)の先端面と接地電極27の先端部(他端部)との間には、火花放電間隙33が形成されており、当該火花放電間隙33において軸線CL1にほぼ沿った方向で火花放電が行われるようになっている。
In addition, an intermediate portion of the
次に、本発明の特徴部分であるガスケット18の構成について説明する。図4に示すように、ガスケット18の後端側面18Aとガスケット18の外周面との間には、先端側に向けて外径が徐々に大きくなる面取り部18Cが形成されている。これにより、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付けた際に前記座面16Aに接触するガスケット18の後端側面18Aの外径C(mm)が比較的小さなものとされている。その結果、本実施形態では、座面16Aの外径をL(mm)とし、ガスケット18を座面16Aに接触させたときにおいて、軸線CL1及びガスケット18の中心軸CL2を一致させた状態から、主体金具3に対してガスケット2が軸線CL1と直交する方向に沿って相対移動可能な距離の最大値をA(mm)としたとき、C≦L−2Aを満たすように構成されている。すなわち、前記最大値Aは、軸線CL1と中心軸CL2とを一致させた状態からガスケット18が軸線CL1と直交する方向に移動可能な最大距離に相当するところ、図5に示すように、ガスケット18が軸線CL1と直交する方向に沿って最も移動した場合において、L/2≦C/2+Aが満たされるように構成されている。このため、ガスケット18の後端側面18Aは、常に座面16Aの最外周部よりも内周側に位置している。
Next, the structure of the
さらに、一般に座面16Aの外径Lが大きいほど、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付ける際の締付トルクは大きくされ、座面16Aから後端側面18Aに加わる軸線CL1方向に沿った力も大きくされる。この点を考慮して、本実施形態では、図4に示すように、0.8L≦Cを満たすとともに、後端側面18Aの内径をB(mm)としたとき、B≦0.75Lを満たすように構成されている。すなわち、後端側面18Aの面積が、締付トルク(座面16Aから後端側面18Aに加わる力)の大きさに応じた十分な大きさとなるように構成されている。これにより、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付ける際に、後端側面18Aに加わる軸線CL1方向に沿った圧力が過度に大きなものとならないようにされている。
Further, generally, the larger the outer diameter L of the
加えて、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付けた際に燃焼装置ENに接触するガスケット18の先端側面18Bの外径D(mm)が、前記後端側面18Aの外径C(mm)よりも大きなものとされている。
In addition, the outer diameter D (mm) of the front
以上詳述したように、本実施形態によれば、C≦L−2Aを満たすように構成されている。従って、ガスケット18の移動によってガスケット18の後端側面18Aと座面16Aとの接触面積が変動してしまうことはなく、ガスケット18の後端側面18Aと座面16Aとの接触面積を常に一定とすることができる。これにより、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付ける際に、後端側面18Aと座面16Aとの間で生じる接触抵抗を一定とすることができる。その結果、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付けた際に、接地電極27を精度よく一定の位置に配置することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, it is configured to satisfy C ≦ L-2A. Accordingly, the contact area between the rear
さらに、本実施形態では、0.8L≦C、及び、B≦0.75Lを満たすように構成されており、座面16Aの外径C(すなわち、座面16Aから後端側面18Aに加わる力)の大きさに対応して、後端側面18Aの面積が十分に確保されている。従って、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付ける際に、後端側面18Aに加わる圧力が過度に大きくなってしまうことを防止でき、後端側面18Aが過度に潰れ変形してしまうことをより確実に防止できる。これにより、燃焼装置ENへの取付時に、点火プラグ1の回転角度にバラツキが生じてしまうことをより確実に防止でき、接地電極を一層精度よく一定の位置に配置することができる。
Furthermore, in this embodiment, it is configured so as to satisfy 0.8L ≦ C and B ≦ 0.75L, and the outer diameter C of the
また、先端側面18Bの外径Dが後端側面18Aの外径Cよりも大きなものとされているため、先端側面18Bと燃焼装置ENとの接触面積を十分に確保することができる。その結果、良好な気密性を実現することができる。
Moreover, since the outer diameter D of the front
さらに、外径Dが十分に大きくされることで、点火プラグ1を燃焼装置ENに取付ける際における、燃焼装置ENに対するガスケット18の滑りを抑制することができる。従って、ガスケット18の滑りに伴い、燃焼装置ENからアルミ粉等の金属粉が生じてしまうことを効果的に抑制できる。これにより、先端側面18Bと燃焼装置ENとの間における摩擦状態の安定化を図ることができ、接地電極27をより一層精度よく一定の位置に配置することができる。
Furthermore, by making the outer diameter D sufficiently large, slipping of the
ところで、ねじ部15のねじ径が小さいほど、燃焼装置ENに点火プラグ1を取付ける際の締付トルクは小さくされ、このように締付トルクが小さい場合には、燃焼装置ENに点火プラグ1を取付ける際における座面16Aと後端側面18Aとの接触面積(両者の間で生じる接触抵抗)の変化は、接地電極27の最終的な配置位置を決定する上でより大きく影響する。そのため、本実施形態のように、ねじ部15のねじ径がM12以下又はM10以下とされた場合には、座面16Aと後端側面18Aとの接触面積に僅かな変化が生じただけで、接地電極27の最終的な配置位置に大きなバラツキが生じてしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態のように、座面16Aと後端側面18Aとの接触面積が一定となるように構成することで、ねじ部15のねじ径がM12以下やM10以下とされた場合であっても、接地電極27を精度よく一定の位置に配置することができる。換言すれば、上述の構成は、ねじ部15のねじ径がM12以下やM10以下とされた場合に特に有効である。
By the way, the smaller the screw diameter of the threaded
次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、ねじ部のねじ径をM10、M12、又は、M14とするとともに、ガスケットの後端側面の外径C(mm)を種々変更した点火プラグのサンプルを30本ずつ作製し、各サンプルについて、位置合わせ精度確認試験を行った。 Next, in order to confirm the operational effects achieved by the above embodiment, the thread diameter of the thread portion is M10, M12, or M14, and the outer diameter C (mm) of the rear end side surface of the gasket is variously changed. Thirty plug samples were prepared, and an alignment accuracy confirmation test was performed for each sample.
位置合わせ精度確認試験の概要は次の通りである。すなわち、各ねじ径ごとに設定された所定の締付トルクにて、各サンプルを内燃機関のエンジンヘッドを模した試験用のアルミブッシュに取付けた。その後、各サンプルにおいて、予め設定した基準位置に対する接地電極の回転角度を測定し、30本のサンプルにおける標準偏差σの4倍(4σ)を算出した。尚、4σが小さいほど、接地電極の配置位置にバラツキが少なく、接地電極を一定の位置により精度よく配置できるといえる。さらに、C>L−2Aを満たすサンプルにおける4σに対する、C≦L−2Aを満たすサンプルにおける4σの改善割合〔尚、改善割合は、C>L−2Aを満たすサンプルにおける4σをs1とし、C≦L−2Aを満たすサンプルにおける4σをs2としたとき、(s1−s2)/s1で表される〕を算出した。尚、改善割合が大きいほど、C≦L−2Aを満たすことによる作用効果が大きいといえる。 The outline of the alignment accuracy confirmation test is as follows. That is, each sample was attached to a test aluminum bush simulating an engine head of an internal combustion engine with a predetermined tightening torque set for each screw diameter. Thereafter, in each sample, the rotation angle of the ground electrode with respect to a preset reference position was measured, and four times the standard deviation σ (4σ) in 30 samples was calculated. In addition, it can be said that the smaller 4σ is, the less variation is in the arrangement position of the ground electrode, and the ground electrode can be accurately arranged at a certain position. Furthermore, the improvement rate of 4σ in the sample satisfying C ≦ L-2A with respect to 4σ in the sample satisfying C> L-2A [in the improvement rate, 4σ in the sample satisfying C> L-2A is defined as s1, and C ≦ When 4σ in the sample satisfying L-2A is s2, it is expressed by (s1-s2) / s1]. In addition, it can be said that the effect by satisfy | filling C <= L-2A is so large that an improvement rate is large.
また、ねじ部のねじ径をM10、M12、又は、M14とするとともに、外径C(mm)及び内径B(mm)を種々変更した点火プラグのサンプルについて、気密性評価試験を行った。気密性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各ねじ径ごとに設定された所定の締付トルクにて、各サンプルを前記アルミブッシュに取付けた。その上で、各サンプルの先端部に対して1.5MPaの空気圧を加え、ガスケットと主体金具及びアルミブッシュとの間からの空気の漏洩量を測定した。ここで、漏洩量が1cc/min未満のサンプルは、気密性に優れるとして「○」の評価を下す一方で、漏洩量が1mm/min以上のサンプルは、気密性に劣るとして「×」の評価を下すこととした。 In addition, an airtightness evaluation test was performed on a spark plug sample in which the thread diameter of the thread portion was M10, M12, or M14 and the outer diameter C (mm) and the inner diameter B (mm) were variously changed. The outline of the airtightness evaluation test is as follows. That is, each sample was attached to the aluminum bush with a predetermined tightening torque set for each screw diameter. Then, an air pressure of 1.5 MPa was applied to the tip of each sample, and the amount of air leakage from between the gasket, the metal shell and the aluminum bush was measured. Here, a sample with a leakage amount of less than 1 cc / min is evaluated as “◯” as being excellent in airtightness, while a sample with a leakage amount of 1 mm / min or more is evaluated as “x” as being inferior in airtightness. It was decided that
表1に、位置合わせ精度確認試験、及び、気密性評価試験の試験結果をそれぞれ示す。 Table 1 shows the test results of the alignment accuracy confirmation test and the airtightness evaluation test.
尚、両試験において、ねじ径をM10としたサンプルは、座面の外径Lを15.6mmとし、ねじ首部の外径を9.0mmとし、ガスケットの内径(本試験では、後端側面の内径Bと等しい)を10.5mmとし、前記最大値Aを0.75〔=(10.5−9.0)/2〕mmとした。従って、ねじ径をM10としたサンプルにおいて、L−2Aは14.1mmとなり、0.8Lは12.5mmとなり、0.75Lは11.7mmとなる。 In both tests, the sample with a screw diameter of M10 had an outer diameter L of the seating surface of 15.6 mm, an outer diameter of the screw neck of 9.0 mm, and an inner diameter of the gasket (in this test, The inner diameter B was equal to 10.5 mm, and the maximum value A was 0.75 [= (10.5−9.0) / 2] mm. Therefore, in the sample with the screw diameter M10, L-2A is 14.1 mm, 0.8L is 12.5 mm, and 0.75L is 11.7 mm.
また、ねじ径をM12としたサンプルは、座面の外径Lを16.7mmとし、ねじ首部の外径を10.8mmとし、ガスケットの内径(後端側面の内径B)を11.9mmとし、前記最大値Aを0.55〔=(11.9−10.8)/2〕mmとした。従って、ねじ径をM12としたサンプルにおいては、L−2Aは15.6mmとなり、0.8Lは13.4mmとなり、0.75Lは12.5mmとなる。 Further, in the sample having a screw diameter of M12, the outer diameter L of the seating surface is 16.7 mm, the outer diameter of the screw neck is 10.8 mm, and the inner diameter of the gasket (the inner diameter B of the rear end side surface) is 11.9 mm. The maximum value A was 0.55 [= (11.9-10.8) / 2] mm. Therefore, in the sample with the thread diameter of M12, L-2A is 15.6 mm, 0.8L is 13.4 mm, and 0.75L is 12.5 mm.
さらに、ねじ径をM14としたサンプルは、座面の外径Lを19.0mmとし、ねじ首部の外径を12.8mmとし、ガスケットの内径(後端側面の内径B)を13.9mmとし、前記最大値Aを0.55〔=(13.9−12.8)/2〕mmとした。従って、ねじ径をM14としたサンプルにおいては、L−2Aは17.9mmとなり、0.8Lは15.2mmとなり、0.75Lは14.3mmとなる。 Further, in the sample having a screw diameter of M14, the outer diameter L of the seating surface is 19.0 mm, the outer diameter of the screw neck is 12.8 mm, and the inner diameter of the gasket (the inner diameter B of the rear end side surface) is 13.9 mm. The maximum value A was set to 0.55 [= (13.9-12.8) / 2] mm. Therefore, in the sample having the screw diameter of M14, L-2A is 17.9 mm, 0.8L is 15.2 mm, and 0.75L is 14.3 mm.
加えて、ねじ径をM10としたサンプルは、アルミブッシュに取付ける際の締付トルクを12N・mとし、ねじ径をM12としたサンプルは、締付トルクを20N・mとし、ねじ径をM14としたサンプルは、締付トルクを30N・mとした。 In addition, a sample with a screw diameter of M10 has a tightening torque of 12 N · m when mounted on an aluminum bush, a sample with a screw diameter of M12 has a tightening torque of 20 N · m, and a screw diameter of M14. In the sample, the tightening torque was 30 N · m.
表1に示すように、ねじ径を同一としたサンプル同士を比較すると、0.8L≦C≦L−2A、及び、B≦0.75Lを満たすサンプル(サンプル2〜4,6〜8,13〜15,17〜19,23〜25,27〜29)は、4σが小さくなり、接地電極の回転角度(配置位置)にバラツキが生じにくいことが分かった。これは、次の(1)及び(2)によると考えられる。
(1)C≦L−2Aとしたことで、取付時において、ガスケットの後端側面と座面との接触面積が一定に保たれ、ひいてはガスケットと座面との間で生じる接触抵抗が一定に保たれたこと。
(2)0.8L≦C、及び、B≦0.75Lを満たすように構成したことで、ガスケットの後端側面の面積が十分に確保され、取付時において、ガスケットの後端側面における過度の潰れ変形が抑制されたこと。
As shown in Table 1, when samples having the same screw diameter are compared, samples satisfying 0.8L ≦ C ≦ L-2A and B ≦ 0.75L (
(1) By setting C ≦ L-2A, the contact area between the rear end side surface of the gasket and the seating surface is kept constant at the time of mounting, and consequently the contact resistance generated between the gasket and the seating surface is kept constant. That was kept.
(2) By constructing so as to satisfy 0.8L ≦ C and B ≦ 0.75L, the area of the rear end side surface of the gasket is sufficiently secured, and at the time of mounting, excessive amount on the rear end side surface of the gasket Crushing deformation was suppressed.
また、0.8L≦Cとしつつ、B≦0.75Lを満たすサンプル(サンプル1〜4,6〜8,11〜15,17〜19,21〜25,27〜29)は、良好な気密性を有することが確認された。これは、ガスケットの後端側面と座面との接触面積が十分に確保されたためであると考えられる。
In addition, samples satisfying B ≦ 0.75L (
加えて、ねじ部のねじ径をM14としたサンプルの改善割合に対して、ねじ部のねじ径をM12としたサンプルの改善割合は、より大きなものとなり、ねじ部のねじ径をM10としたサンプルの改善割合は、より一層大きくなることが明らかとなった。すなわち、ねじ部のねじ径が小さいほど、C≦L−2Aとすることによる作用効果が大きいことが分かった。 In addition, the improvement rate of the sample in which the screw diameter of the screw portion is M12 is larger than the improvement rate of the sample in which the screw diameter of the screw portion is M14, and the sample in which the screw diameter of the screw portion is M10 is larger. It became clear that the improvement rate of was even greater. That is, it was found that the smaller the thread diameter of the threaded portion, the greater the effect of setting C ≦ L−2A.
上記試験の結果より、点火プラグを内燃機関等に取付ける際において、接地電極を精度よく一定の位置に配置可能とするとともに、良好な気密性を確保するという観点から、0.8L≦C≦L−2A、及び、B≦0.75Lを満たすことが好ましいといえる。 From the results of the above test, when attaching the spark plug to the internal combustion engine or the like, 0.8 L ≦ C ≦ L from the viewpoint of enabling the ground electrode to be accurately placed at a certain position and ensuring good airtightness. It can be said that it is preferable to satisfy −2A and B ≦ 0.75L.
また、0.8L≦C≦L−2A、及び、B≦0.75Lを満たすことは、ねじ部のねじ径がM12以下とされ、接地電極の配置位置のバラツキがより生じやすい点火プラグにおいて特に有意であり、ねじ部のねじ径がM10以下とされ、接地電極の配置位置のバラツキがより一層生じやすい点火プラグにおいて極めて有意であるといえる。 Further, satisfying 0.8L ≦ C ≦ L-2A and B ≦ 0.75L is particularly true in the spark plug in which the screw diameter of the screw portion is M12 or less and the variation in the arrangement position of the ground electrode is more likely to occur. This is significant, and can be said to be extremely significant in a spark plug in which the thread diameter of the thread portion is M10 or less and the variation in the position of the ground electrode is more likely to occur.
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。 In addition, it is not limited to the description content of the said embodiment, For example, you may implement as follows. Of course, other application examples and modification examples not illustrated below are also possible.
(a)上記実施形態では、ガスケット18に面取り部18Cが形成されることで、後端側面18Aの外径C(mm)が比較的小さなものとされ、その結果、C≦L−2Aを満たすように構成されている。これに対して、例えば、図6に示すように、ガスケット18の外周部後端側に凹部18Eを設けたり、図7及び図8に示すように、外側又は内側に凸の湾曲部18R1,18R2を設けたりすることで、外径Cを比較的小さなものとし、C≦L−2Aを満たすようにしてもよい。尚、C≦L−2Aを満たすために、必ずしも面取り部18Cや凹部18E等を設ける必要はなく、図9に示すように、ガスケット18のうち座部16側に位置する面を平坦状としてもよい。
(A) In the above embodiment, the chamfered portion 18C is formed on the
(b)上記実施形態において、ガスケット18のうち座部16とは反対側の面の外周部分は平坦状とされているが、図10〜図13に示すように、面取り部18Fや凹部18G、湾曲部18W1,18W2などを設けてもよい。
(B) In the above embodiment, the outer peripheral portion of the
(c)上記実施形態では、ガスケット18の内周側に溝部18Mが設けられているが、溝部18Mを設けることなく、ガスケット18の先端側面18Bを平坦状としてもよい。
(C) In the above embodiment, the
(d)上記実施形態では、主体金具3の先端部26に接地電極27が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部(又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部)を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である(例えば、特開2006−236906号公報等)。
(D) In the above embodiment, the case where the
(e)上記実施形態において、工具係合部19は断面六角形状とされているが、工具係合部19の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Bi−HEX(変形12角)形状〔ISO22977:2005(E)〕等とされていてもよい。
(E) In the above embodiment, the
1…点火プラグ
3…主体金具
15…ねじ部
16…座部
16A…座面
17…ねじ首部
18…ガスケット
18A…(ガスケットの)後端側面
18B…(ガスケットの)先端側面
CL1…軸線
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記主体金具の外周に設けられた中実環状のガスケットとを備え、
前記主体金具は、
自身の先端側外周に形成された取付用のねじ部と、
前記ねじ部よりも後端側に形成され、径方向外側に膨出する座部と、
前記ねじ部及び前記座部間に設けられたねじ首部とを有し、
前記ガスケットは、前記ねじ部のねじ径よりも内径が小さくされ、前記ねじ首部の外周に設けられた点火プラグであって、
前記座部のうち前記ガスケット側に位置する面である座面の外径をL(mm)とし、
前記ガスケットを前記座面に対して接触させたときにおいて、前記軸線及び前記ガスケットの中心軸を一致させた状態から、前記主体金具に対して前記ガスケットが前記軸線と直交する方向に沿って相対移動可能な距離の最大値をA(mm)とし、
前記ガスケットのうち前記座面に接触する面の外径をC(mm)とし、
前記ガスケットのうち前記座面に接触する面の内径をB(mm)としたとき、
0.8L≦C≦L−2A、及び、B≦0.75L
を満たすことを特徴とする点火プラグ。 A cylindrical metal shell extending along the axis;
A solid annular gasket provided on the outer periphery of the metal shell,
The metallic shell is
A mounting thread portion formed on the outer periphery of the tip side of itself,
A seat portion formed on the rear end side of the screw portion and bulging radially outward;
A screw neck provided between the screw part and the seat part;
The gasket is an ignition plug having an inner diameter smaller than the screw diameter of the screw portion and provided on the outer periphery of the screw neck portion,
Outer diameter of the seating surface which is the surface located on the gasket side among the seating parts is L (mm),
When the gasket is brought into contact with the seating surface, the gasket moves relative to the metal shell in a direction perpendicular to the axis from the state in which the axis and the central axis of the gasket coincide with each other. Let A (mm) be the maximum possible distance,
The outer diameter of the surface of the gasket that contacts the seating surface is C (mm),
When the inner diameter of the surface of the gasket that contacts the seating surface is B (mm),
0.8L ≦ C ≦ L-2A and B ≦ 0.75L
A spark plug characterized by satisfying.
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